CN107987397A - 一种低发白、耐油浴、低温增韧、改性透明聚丙烯材料 - Google Patents

一种低发白、耐油浴、低温增韧、改性透明聚丙烯材料 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种低发白、耐油浴、低温增韧、改性透明聚丙烯材料，该材料由包括如下重量份数的原料制成：共聚聚丙烯37.6‑64.2份，PPR 30‑40份，POE 5份，Vistamaxx0‑5份，合成云母粉0‑10份,YS 0‑0.6份,TMP‑6 0‑0.6份,超细滑石粉0‑0.2份，加工助剂0.8‑1.0份。本发明所述的低发白、耐油浴、低温增韧、改性透明聚丙烯材料利用POE的增韧作用，提高聚丙烯材料的低温韧性，并通过加入Vistamax改善共聚聚丙烯乙烯相和丙烯相的相容性，提高乙烯相和丙烯相的界面强度，从而提高材料的耐应力发白性能。

Description

一种低发白、耐油浴、低温增韧、改性透明聚丙烯材料
技术领域
本发明属于改性塑料领域，尤其是涉及一种低发白、耐油浴、低温增韧、改性透明聚丙烯材料。
背景技术
与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(ABS)、聚苯乙烯(PS)等其他塑料相比，聚丙烯具有密度轻，化学稳定性高，耐化学腐蚀，耐热性良好，价格低廉等优点，在蓄电池外壳行业具有较强的竞争力，目前国内众多蓄电池厂家广泛用聚丙烯材料做电池外壳。普通共聚聚丙烯材料普遍存在应力发白问题，蓄电池外壳装配时受到碰撞有明显发白现象，影响外观及使用；普通共聚聚丙烯材料底色为乳白色、不透明，蓄电池外壳无法看到液位，消费者无法了解到电池内部的使用情况。某些通过改性手段得到聚丙烯能够在一定程度上改善应力发白，但是透明度低；某些通过改性手段得到的聚丙烯有一定的透明度，但是低温韧性差，且不易焊接；目前市面上暂没有一款可以同时兼顾耐应力发白、高透明度、高低温韧性三项性能的改性聚丙烯材料。市面上普遍使用的蓄电池外壳材料，存在不透明，看不到内部液位，易出现应力发白，低温韧性差、耐油脂性能差等问题。
中国专利CN 201210103490公开了一种抗应力发白聚丙烯聚合物，这种聚丙烯材料低温韧性较差，且材料的熔指高，熔体强度低，不易焊接，不适于制造蓄电池。中国专利CN200910191935公开了一种耐折叠抗应力发白聚丙烯材料，这种聚丙烯材料的耐应力发白效果有限，弹性体含量过高不易焊接。中国专利CN 201611139287公开了一种耐应力发白，高回弹改性的聚丙烯复合材料，这种改性聚丙烯材料中PE含量10％以上，且弹性体含量较高，材料整体刚性较差，材料的透明度较低。
中国专利CN201110437659公开了一种耐溶剂注塑用高分子共混材料，这种共混材料易应力发白，且不适合熔融焊接，该材料主要在耐二甲苯、丙酮等方面有较好的效果，并未提及耐机油、钙基脂类的效果。中国专利CN201610691903公开了一种高强度耐油蓄电池外壳材料，这种材料的低温韧性差，且不易加工。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种低发白、耐油浴、低温增韧、改性透明聚丙烯材料，过加入高分子无规共聚聚丙烯改善共聚聚丙烯乙烯相和丙烯相的相容性，提高乙烯相和丙烯相的界面强度，从而提高材料的耐应力发白性能。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种低发白、耐油浴、低温增韧、改性透明聚丙烯材料，该材料由包括如下重量份数的原料制成：
优选的，该材料由包括如下重量份数的原料制成：
进一步，所述的共聚聚丙烯为高乙烯含量的共聚聚丙烯；所述的共聚聚丙烯的熔体流动速率为3-6g/10min(230℃，2.16kg)；所述的共聚聚丙烯的悬臂梁缺口冲击强度大于30kJ/m2。
进一步，所述的PPR的熔点为155-160℃；所述的PPR的熔体流动速率为0.5-1.5g/10min(230℃，2.16kg)；所述的PPR的悬臂梁缺口冲击强度为20-40。
进一步，所述的加工助剂为抗氧剂、防粘剂或润滑剂中的至少一种；所述的超细滑石粉为经过目数大于3000的筛网过筛后的滑石粉；所述的合成云母粉为氟金云母粉。氟金云母粉为单斜晶系云母，有较高透明度。
所述的低发白、耐油浴、低温增韧、改性透明聚丙烯材料的制备方法，包括如下步骤：将共聚聚丙烯、PPR、POE、Vistamaxx、YS-688、TMP-6、超细滑石粉、加工助剂均匀混合，然后从挤出机的主喂料口喂入，将合成云母通过侧喂称，侧喂入挤出机螺筒内；原料在挤出机中熔融、挤出、造粒后得到低发白、耐油浴、低温增韧、改性透明聚丙烯材料。
进一步，所述的挤出机为双螺杆挤出机。
进一步，所述的熔融步骤的熔融温度为180-250℃。
进一步，所述的熔融步骤的加工条件如下：一区温度170-190℃，二区温度200-220℃，三区温度200-220℃，四区温度200-220℃，五区温度210-230℃，六区温度210-230℃，七区温度210-230℃，八区温度210-230℃，九区温度200-220℃，主机转速250-360转/分钟。
所述的低发白、耐油浴、低温增韧、改性透明聚丙烯材料的用途，所述的低发白、耐油浴、低温增韧、改性透明聚丙烯材料应用于能源电池和汽车工业领域。
相对于现有技术，本发明所述的低发白、耐油浴、低温增韧、改性透明聚丙烯材料具有以下优势：
(1)本发明所述的低发白、耐油浴、低温增韧、改性透明聚丙烯材料利用POE的增韧作用，提高聚丙烯材料的低温韧性，并通过加入Vistamax改善共聚聚丙烯乙烯相和丙烯相的相容性，提高乙烯相和丙烯相的界面强度，从而提高材料的耐应力发白性能。
(2)本发明所述的低发白、耐油浴、低温增韧、改性透明聚丙烯材料通过加入本身透明的PPR管材料提高材料的透明度。通过加入YS-688、TMP-6和超细滑石粉，这三种成核剂复配极大的提高了聚丙烯的结晶度，且晶粒的粒径较小，使材料的透明度提高；同时三种成核剂复配使聚丙烯结晶更完善，晶相与非晶相的界面强度更高，减少结晶相与非经相之间的空穴，从而进一步提高材料的耐应力发白性能。
(3)本发明所述的低发白、耐油浴、低温增韧、改性透明聚丙烯材料通过加入适当加工助剂及筛选合适共聚聚丙烯材料，改善其材料的流变特性，从而优化材料的焊接性能，使其实现易焊接、焊接强度高等特性。
(4)本发明所述的低发白、耐油浴、低温增韧、改性透明聚丙烯材料通过加入透明的合成云母粉，合成云母粉的片层结构有效阻隔了小分子油脂的浸入，提高了聚丙烯的耐油脂性能。
具体实施方式
除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
下面结合实施例来详细说明本发明。
一种低发白、耐油浴、低温增韧、改性透明聚丙烯材料，该材料由包括如下重量份数的原料制成：
所述的共聚聚丙烯为高乙烯含量的共聚聚丙烯；所述的共聚聚丙烯的熔体流动速率为3-6g/10min；所述的共聚聚丙烯的悬臂梁缺口冲击强度大于30kJ/m2。所述的PPR的熔点为155-160℃；所述的PPR的熔体流动速率为0.5-1.5g/10min；所述的PPR的悬臂梁缺口冲击强度为20-40。所述的加工助剂为抗氧剂、防粘剂或润滑剂中的至少一种；所述的超细滑石粉为经过目数大于3000的筛网过筛后的滑石粉；所述的合成云母粉为氟金云母粉。
所述的低发白、耐油浴、低温增韧、改性透明聚丙烯材料的制备方法，包括如下步骤：所述的低发白、耐油浴、低温增韧、改性透明聚丙烯材料的制备方法，包括如下步骤：将共聚聚丙烯、PPR、POE、Vistamaxx、YS-688、TMP-6、超细滑石粉、加工助剂均匀混合，然后从挤出机的主喂料口喂入，将合成云母通过侧喂称，侧喂入挤出机螺筒内；原料在挤出机中熔融、挤出、造粒后得到低发白、耐油浴、低温增韧、改性透明聚丙烯材料。
所述的挤出机为双螺杆挤出机。所述的熔融步骤的加工条件如下：一区温度170-190℃，二区温度200-220℃，三区温度200-220℃，四区温度200-220℃，五区温度210-230℃，六区温度210-230℃，七区温度210-230℃，八区温度210-230℃，九区温度200-220℃，主机转速250-360转/分钟。
实施例1
所述的低发白、耐油浴、低温增韧、改性透明聚丙烯材料中：所述的合成云母粉为氟金云母粉，所述的加工助剂包括抗氧剂、润滑剂、防黏剂，所述的抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂168，其中抗氧剂1010与抗氧剂168按照质量比1:1进行复配，所述的润滑剂为聚乙烯蜡类润滑剂，所述的防黏剂为FX-5920A(四氟乙烯类加工助剂)，各组分配比见表1。
所述的低发白、耐油浴、低温增韧、改性透明聚丙烯材料的制备方法，包括如下步骤：将上述原料均匀混合，然后从挤出机的主喂料口喂入，原料在挤出机中熔融、挤出、造粒后得到所述的低发白、耐油浴、低温增韧、改性透明聚丙烯材料。
所述的熔融步骤的加工条件如下：一区温度170-190℃，二区温度200-220℃，三区温度200-220℃，四区温度200-220℃，五区温度210-230℃，六区温度210-230℃，七区温度210-230℃，八区温度210-230℃，九区温度200-220℃，主机转速250-360转/分钟。
实施例2
所述的低发白、耐油浴、低温增韧、改性透明聚丙烯材料中：所述的合成云母粉为氟金云母粉，所述的加工助剂包括抗氧剂、润滑剂、防黏剂，所述的抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂168，其中抗氧剂1010与抗氧剂168按照质量比1:1进行复配，所述的润滑剂为聚乙烯蜡类润滑剂，所述的防黏剂为FX-5920A(四氟乙烯类加工助剂)，各组分配比见表1。
所述的低发白、耐油浴、低温增韧、改性透明聚丙烯材料的制备方法同
实施例1。
实施例3
所述的低发白、耐油浴、低温增韧、改性透明聚丙烯材料中：所述的合成云母粉为氟金云母粉，所述的加工助剂包括抗氧剂、润滑剂、防黏剂，所述的抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂168，其中抗氧剂1010与抗氧剂168按照质量比1:1进行复配，所述的润滑剂为聚乙烯蜡类润滑剂，所述的防黏剂为FX-5920A(四氟乙烯类加工助剂)，各组分配比见表1。
所述的低发白、耐油浴、低温增韧、改性透明聚丙烯材料的制备方法同
实施例1。
实施例4
所述的低发白、耐油浴、低温增韧、改性透明聚丙烯材料中：所述的合成云母粉为氟金云母粉，所述的加工助剂包括抗氧剂、润滑剂、防黏剂，所述的抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂168，其中抗氧剂1010与抗氧剂168按照质量比1:1进行复配，所述的润滑剂为聚乙烯蜡类润滑剂，所述的防黏剂为FX-5920A(四氟乙烯类加工助剂)，各组分配比见表1。
所述的低发白、耐油浴、低温增韧、改性透明聚丙烯材料的制备方法同
实施例1。
对比例1
所述的聚丙烯材料中：所述的加工助剂包括抗氧剂、润滑剂，所述的抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂168，其中抗氧剂1010与抗氧剂168按照质量比1:1进行复配，所述的润滑剂为聚乙烯蜡类润滑剂，各组分配比见表1。
所述的聚丙烯材料的制备方法，包括如下步骤：将混合均匀的物料置于双螺杆挤出机主喂料口中，双螺杆机熔融挤出，造粒后干燥。
表1实施例1-4和对比例1的改性聚丙烯材料的原料配方(按重量份数)
原料名称 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比例1
共聚聚丙烯 64.2％ 55.5％ 43.4％ 38.4％ 99.4％
PPR管材料 30％ 35％ 40％ 40％
POE 5％ 5％ 5％ 5％
Vistamaxx 3％ 5％ 5％
合成云母 5％ 10％
YS-688 0.6％ 0.3％ 0.2％
TMP-6 0.3％ 0.2％
超细滑石粉 0.2％
抗氧剂 0.4％ 0.4％ 0.4％ 0.4％ 0.4％
润滑剂 0.2％ 0.2％ 0.2％ 0.2％ 0.2％
防粘剂 0.2％ 0.3％ 0.4％ 0.4％
表2实施例1-4和对比例1的改性聚丙烯材料的测试数据
所述的实施例1与对比例1相比添加了PPR和POE，实施例1的低温韧性和透明度有明显提高。
所述的实施例2与实施例1相比添加了VISTAMAX，实施例2的耐应力发白性能有明显提高。
所述的实施例3与实施例2相比添加了合成云母粉，实施例3的耐油脂性能有明显提高。
所述的实施例4与实施例3、实施例2相比，实施例3选用YS-688、TMP-6和超细滑石粉复配，透明效果比单独使用或仅使用其中两个效果好，实施例4的透明度有明显提高
所述的实施例1-4与对比例1相比，实施例1-4焊接测试、耐压测试结果更好，更易焊接。
对比例的材料为目前市场上通用的车用蓄电池外壳材料，采用普遍的配方及加工工艺，平行对比材料的力学性能、低温落球冲击测试、磕白测试、透明度测试、焊接测试、耐压测试、机油浸泡测试以及钙基脂浸泡测试，相比之下，实施例的力学性能、低温韧性、透明度、耐应力发白性能、焊接性、耐压性能及耐油脂性能均有明显优势。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种低发白、耐油浴、低温增韧、改性透明聚丙烯材料，其特征在于：该材料由包括如下重量份数的原料制成：
2.根据权利要求1所述的低发白、耐油浴、低温增韧、改性透明聚丙烯材料，其特征在于：所述的共聚聚丙烯为高乙烯含量的共聚聚丙烯；所述的共聚聚丙烯的熔体流动速率为3-6g/10min；所述的共聚聚丙烯的悬臂梁缺口冲击强度大于30kJ/m2。
3.根据权利要求1所述的低发白、耐油浴、低温增韧、改性透明聚丙烯材料，其特征在于：所述的PPR的熔点为155-160℃；所述的PPR的熔体流动速率为0.5-1.5g/10min；所述的PPR的悬臂梁缺口冲击强度为20-40。
4.根据权利要求1所述的低发白、耐油浴、低温增韧、改性透明聚丙烯材料，其特征在于：所述的加工助剂为抗氧剂、防粘剂或润滑剂中的至少一种；所述的超细滑石粉为经过目数大于3000的筛网过筛后的滑石粉；所述的合成云母粉为氟金云母粉。
5.权利要求1-4中任一项所述的低发白、耐油浴、低温增韧、改性透明聚丙烯材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：将共聚聚丙烯、PPR、POE、Vistamaxx、YS-688、TMP-6、超细滑石粉、加工助剂均匀混合，然后从挤出机的主喂料口喂入，将合成云母通过侧喂称，侧喂入挤出机螺筒内；原料在挤出机中熔融、挤出、造粒后得到低发白、耐油浴、低温增韧、改性透明聚丙烯材料。
6.根据权利要求5所述的低发白、耐油浴、低温增韧、改性透明聚丙烯材料的制备方法，其特征在于：所述的挤出机为双螺杆挤出机。
7.根据权利要求5所述的低发白、耐油浴、低温增韧、改性透明聚丙烯材料的制备方法，其特征在于：所述的熔融步骤的熔融温度为180-250℃。
8.根据权利要求7所述的低发白、耐油浴、低温增韧、改性透明聚丙烯材料的制备方法，其特征在于：所述的熔融步骤的加工条件如下：一区温度170-190℃，二区温度200-220℃，三区温度200-220℃，四区温度200-220℃，五区温度210-230℃，六区温度210-230℃，七区温度210-230℃，八区温度210-230℃，九区温度200-220℃，主机转速250-360转/分钟。
9.权利要求1-4中任一项所述的低发白、耐油浴、低温增韧、改性透明聚丙烯材料的用途，其特征在于：所述的低发白、耐油浴、低温增韧、改性透明聚丙烯材料应用于能源电池和汽车工业领域。
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